布鲁氏菌胞内存活机制与巨噬细胞极化关系研究进展

布鲁氏菌（Brucella）是一种兼性胞内寄生致病菌,虽无典型的毒力因子却有很强的致病力,且常导致慢性持续感染。布鲁氏菌病被列入世界上严重的人兽共患病之一,直接对畜牧业造成重大经济损失,严重威胁人类健康和公共卫生安全。布鲁氏菌感染的靶细胞主要是巨噬细胞,其发展了更高的策略逃逸宿主免疫细胞的杀伤,甚至在细胞内大量繁殖,削弱巨噬细胞的功能,使巨噬细胞的杀伤作用和抗原递呈功能部分丧失,从而能在宿主细胞内长期持续性感染。文章围绕布鲁氏菌胞内存活机制进行探讨,分析了不同极化类型的巨噬细胞在布鲁氏菌感染过程中的调控作用,以及相关炎症通路对机体炎症发展的作用;揭示了布鲁氏菌胞内生存不仅可适应持续感染期间不同的免疫微环境,也可适应感染期间靶细胞营养物质利用率的差异;证实了在慢性感染的过程中免疫逃避和与宿主细胞代谢的相互作用起关键作用;解释了NF-κB通路是调节M1/M2型巨噬细胞亚型平衡状态的关键因素。布鲁氏菌在宿主细胞中持续感染是国内外学者所面临的巨大难题,其免疫逃逸机制和致病机制仍需进一步研究。     

布鲁氏菌致病及免疫机制研究进展

布鲁氏菌病是由布鲁氏菌属的细菌引起的人畜共患传染病 ,目前布鲁氏菌属的细菌主要有七个种。随着分子生物学技术的发展 ,对布鲁氏菌的致病机制在分子水平上有了更进一步的理解 :布鲁氏菌自身一些与致病有关的基因使得布鲁氏菌逃避了巨噬细胞的杀伤作用 ,在巨噬细胞内存活和定居。在布鲁氏菌病免疫过程中 ,先天性免疫应答主要通过补体、巨噬细胞、天然杀伤细胞来参与 ,获得性免疫应答中 ,CD4 、CD8 、rδT细胞起很重要的作用。文章围绕这些与致病、免疫有关的基因及参与免疫反应细胞的研究进展进行了探讨 ,可为今后进行布鲁氏菌病预防及开发新型基因工程苗提供理论依据。     

羊布鲁氏菌强毒株16M感染小鼠巨噬细胞模型的建立

巨噬细胞是机体抗吞噬能力最强的细胞,但布鲁氏菌不但不能被巨噬细胞杀死,反而能在胞内大量繁殖,因此,本研究建立其感染模型,为下一步继续研究布鲁氏菌与其宿主细胞表面相关膜蛋白之间的作用和胞内寄生机制奠定基础。用羊布鲁氏菌强毒株16M感染巨噬细胞系264.7（细胞和细菌比例为1∶500）,感染时间为4 h,建立布鲁氏菌感染巨噬细胞模型,做间接免疫荧光试验和透射电镜试验。间接免疫荧光试验中一抗与二抗最佳稀释度分别为1∶80和1∶80,电镜下观察到细菌侵入细胞时膜凹陷,形态发生变化,形成内吞小体。本试验减少感染过程所涉及的环境因素,优化了间接免疫荧光试验所需的一抗和二抗浓度比,成功建立感染模型。     

NF-κB信号通路调控布鲁氏菌胞内存活分子机制的初步研究

本试验用布鲁氏菌强、弱毒株侵染小鼠巨噬细胞RAW264.7,旨在探讨NF-κB信号通路与布鲁氏菌强、弱毒株在胞内生存的关系。采用光滑型牛布鲁氏菌2308、粗糙型牛布鲁氏菌RB51在不同感染复数下侵染小鼠巨噬细胞RAW264.7,侵染0、4、8、24 h后,裂解细胞收集蛋白,Western blotting检测布鲁氏菌对激活NF-κB信号通路的影响。利用不同浓度的NF-κB信号通路抑制剂处理小鼠巨噬细胞RAW264.7,然后用布鲁氏菌在不同感染复数下侵染小鼠巨噬细胞RAW264.7,ELISA试剂盒检测细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的表达量;同时对胞内菌CFU进行计数。结果显示粗糙型牛布鲁氏菌RB51可以强烈激活NF-κB信号通路,光滑型牛布鲁氏菌2308对其激活作用较弱;同时对NF-κB信号通路的激活具有浓度依赖性,在感染复数为80:1、侵染时间为8 h时光滑型牛布鲁氏菌2308和粗糙型牛布鲁氏菌RB51对NF-κB激活程度最强,且该通路参与产生TNF-α、IL-1β和IL-6;NF-κB信号通路抑制剂BAY11-7082影响布鲁氏菌在胞内的生存。因此,粗糙型牛布鲁氏菌RB51胞内存活与NF-κB信号通路密切相关,为进一步研究布鲁氏菌的胞内致病机制奠定基础,也为布鲁氏菌新型药物的研发、家畜布鲁氏菌病预防和治疗提供科学依据。     

布鲁氏菌的胞内生存机制研究进展

布鲁氏菌的感染周期和致病能力主要取决于其在吞噬细胞内的生存能力。布鲁氏菌入侵宿主细胞后,会经历多阶段复杂的细胞内循环过程。它们通过Ⅳ型分泌系统(T4SS)的介导依次通过内吞层,分泌层和自噬区,并发挥其功能。T4SS启动子调节一系列宿主功能和机制,首先促进最初的内体样布氏小体(eBCV)转化为融合宿主内质网的复制细胞器(rBCV),然后转化为自噬相关囊泡(aBCV)完成布鲁氏菌释放。论文详细介绍和讨论了目前对布鲁氏菌细胞内循环过程和相关分子机制研究进展,论述了T4SS功能的表达在内体阶段的作用,自噬在rBCV生成和aBCV形成中的作用以及T4SS介导的rBCV生成和布鲁氏菌调节宿主分泌转运机制的重要性。     

布鲁菌16M感染后宿主免疫相关蛋白质泛素化修饰的差异分析

为探究布鲁菌感染宿主细胞早期泛素化修饰蛋白质组表达变化并筛选出影响免疫应答的关键调控蛋白,通过Label-free和泛素化富集技术以及高分辨率LC-MS/MS联用的定量蛋白质组学研究策略,对布鲁菌16M感染11 h (感染5 h,胞内复制6 h)后的巨噬细胞和未感染布鲁菌16M的巨噬细胞进行了泛素化蛋白质组学定量研究,数据库检索分析了16M感染后的巨噬细胞和未感染的巨噬细胞差异表达的泛素化位点对应的蛋白质,并应用生物信息学方法筛选出16M感染巨噬细胞后可造成宿主免疫抑制的关键蛋白质。结果显示,共鉴定出349个蛋白质上580个泛素化位点。布鲁菌16M感染组相对于未感染组167个蛋白质上259个位点泛素化修饰水平发生上调,212个蛋白质上321个位点泛素化修饰水平发生下调(差异倍数1.5,P0.05);35个泛素化修饰差异表达的蛋白质可能与布鲁菌感染后宿主的免疫应答有关,其中27个泛素化修饰的下调蛋白质(如Bcap31、Btk、Faf1和Akap31等),1个泛素化修饰上调蛋白质Ubqln1可能是布鲁菌感染宿主后造成免疫抑制的关键蛋白。本研究筛选获得了布鲁菌16M感染宿主细胞免疫相关差异表达的泛素化修饰蛋白质,初步揭示布鲁菌能够调控宿主免疫信号通路、自噬和凋亡等免疫应答过程中相关蛋白质的泛素化修饰,为进一步研究布鲁菌感染后调节宿主泛素化修饰进而形成免疫逃逸的分子机制提供理论基础。     

羊口疮病毒与宿主的博弈：免疫应答与病毒免疫逃逸机制

羊口疮(orf)是由羊口疮病毒(orf virus, ORFV)感染引起的一种高度接触性、嗜上皮性人兽共患传染病，不但阻碍畜牧业发展，而且危害人类健康。ORFV感染诱导宿主强烈的免疫反应和炎症反应，但宿主仍可被ORFV反复感染，主要是因为ORFV在与宿主的长期相互作用过程中，发展和进化出多种免疫逃逸机制。ORFV主要通过抑制干扰素反应、抑制NF-κB信号通路、抑制炎症反应、调控细胞凋亡、细胞周期、自噬和血管增生等方式实现免疫逃逸。ORFV免疫逃逸主要是通过其编码的多个免疫调控蛋白来实现。本文主要对ORFV感染引起的宿主免疫应答、ORFV免疫逃逸机制的最新研究进展进行综述，旨在为orf疫苗研制及综合防控提供重要参考。     

深度测序技术分析布鲁菌感染巨噬细胞RAW264.7早期转录组学变化

本研究试图寻找参与布鲁菌胞内感染相关的宿主相关基因,为从感染宿主角度阐述布鲁菌的致病机制奠定基础.布鲁菌感染小鼠巨噬细胞后,利用数字基因表达谱技术筛选小鼠巨噬细胞感染布鲁菌16M株的差异表达基因,并利用荧光定量PCR对差异表达基因进行验证.差异表达基因经GO Term、KEGG分析,识别感染后显著富集的信号通路.在感染后4h,筛选出差异表达基因3 576个,其中58％的基因表现上调.并且NOD凋亡信号通路、溶酶体信号通路、NOD受体信号通路、FcγR-介导的吞噬通路、p53信号通路、内质网蛋白处理相关通路被显著富集.利用数字基因表达谱技术成功分析巨噬细胞感染布鲁菌后转录组学变化,为布鲁菌致病机制的逐步阐述奠定基础.     

牛种布鲁氏菌clpP基因缺失株的毒力和免疫保护力评价

为研究布鲁氏菌clpP基因与细菌毒力的关系,采用同源重组的方法,构建牛种布鲁氏菌clpP基因缺失株,用巨噬细胞RAW264.7感染模型和小鼠感染模型评价clpP基因缺失株的毒力,同时测定该缺失株免疫小鼠后产生的免疫保护力。研究发现:牛种布鲁氏菌clpP基因缺失后,在细胞感染模型和小鼠感染模型中的毒力显著降低;clpP基因缺失株感染小鼠后,不引起脾脏肿胀,并且在脾脏内的持续期短于A19疫苗株,说明该基因缺失株具有更高的安全性;使用clpP基因缺失株免疫小鼠后,该基因缺失株无法抵御牛种布鲁氏菌2308株和羊种布鲁氏菌M28株的感染。本研究为揭示布鲁氏菌致病机制和新型布病疫苗研发提供了参考。     

牛传染性鼻气管炎病毒致病机制研究进展

牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)主要引起牛的呼吸道、生殖道等炎症反应,也可以引起呼吸困难及流产。IBRV的致病机制尚不清楚,目前发现IBRV的非结构蛋白和结构糖蛋白与病毒毒力相关,不但影响病毒的复制及对宿主细胞的感染,同时也与病毒的免疫逃逸密切相关。除此之外,IBRV通过诱导宿主细胞凋亡造成持续性感染及激活炎症复合体诱导严重的炎症反应,造成宿主广泛病理反应的发生。因此,探索IBRV毒力蛋白结构功能、IBRV感染诱导的细胞凋亡及宿主炎性复合体激活的分子机制,将成为未来IBRV研究的热点。     

抗病毒免疫中宿主细胞的自溶作用以及病毒的进化

多种病原体能够侵害宿主细胞并从宿主的机体免疫系统的防御下得以逃逸。在宿主细胞中,病原体利用一些复杂的方法和途径避免了细胞对入侵者强有力的攻击。近年来的研究表明,自噬作用是细胞内宿主细胞杀灭入侵病原微生物的防御结构中最显著的工具之一,有些病原体却可以在分子水平阻滞这种自噬通路而使持续感染成为可能。宿主抗病毒反应中自噬作用与先天免疫和获得性免疫之间,以及病毒与自噬作用之间存在着复杂的相互关系,这些关系主导了自噬作用和病原菌之间的相互作用。     

泛素相关修饰蛋白SUMO-2对RAW264.7细胞内布鲁氏菌16M存活的影响

为探究泛素相关修饰蛋白SUMO-2对布鲁氏菌16M的影响,本试验构建了SUMO-2基因干扰和过表达小鼠巨噬细胞RAW264.7模型,并用布鲁氏菌16M进行侵染。参照GenBank中SUMO-2基因序列设计特异性干扰片段和过表达引物,克隆成功后连接至相应的慢病毒载体,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,选取阳性克隆菌提取质粒转染HEK-293FT细胞,将重组的慢病毒感染小鼠巨噬细胞RAW264.7,利用布鲁氏菌16M分别侵染构建成功的干扰和过表达细胞模型。通过实时荧光定量PCR检测SUMO-2 mRNA的转录水平,Western blotting检测SUMO-2蛋白的表达,ELISA检测IFN-γ和TNF-α水平,菌落计数来确定布鲁氏菌在细胞中的存活能力。结果显示,与对照组相比,干扰组SUMO-2 mRNA水平极显著降低(P0.01),过表达组SUMO-2 mRNA水平极显著升高(P0.01),成功构建了SUMO-2干扰和过表达细胞模型。Western blotting结果显示,布鲁氏菌16M感染能以时间依赖的方式下调SUMO-2蛋白的表达。经菌落计数后发现,SUMO-2过表达后布鲁氏菌的数量极显著减少(P0.01),抑制布鲁氏菌16M的细胞内繁殖。而SUMO-2干扰后布鲁氏菌的数量显著或极显著增加(P0.05;P0.01),促进布鲁氏菌16M的细胞内繁殖。同时,经SUMO-2过表达后,IFN-γ和TNF-α水平极显著升高(P0.01)。经SUMO-2干扰后,TNF-α水平显著降低(P0.05),IFN-γ水平极显著降低(P0.01),SUMO-2在RAW264.7细胞中的表达变化也影响IFN-γ和TNF-α的产生。综上所述,SUMO-2蛋白在布鲁氏菌胞内存活中起着重要作用,可能有助于阐明布鲁氏菌感染的致病机制。     

布鲁氏菌抗感染免疫研究进展

布鲁氏菌病(Brucellosis)是目前世界上流行最广,危害最大的人畜共患病之一,其致病菌为革兰氏阴性杆菌-布鲁氏菌,布鲁氏菌感染机体后能够刺激免疫系统,激发保护性免疫反应。在宿主对布鲁氏菌的抗感染免疫过程中,天然免疫和获得性免疫起着重要作用,其中天然免疫反应包括补体,噬中性粒细胞,NK细胞,巨噬细胞以及Nramp1的作用,而获得性免疫则包括CD4+,CD8+和γβT细胞分泌的IFN-γ等细胞因子和细胞毒性作用。由于布鲁氏菌为胞内寄生的革兰氏阴性杆菌,所以机体对抗其致病性的主要免疫方式为细胞免疫。     

T细胞、细胞因子在抗病毒免疫中的作用机制

抗病毒免疫的机制极其复杂,宿主的免疫系统需要经过抗原肽的加工提成、淋巴细胞活化、抗体和细胞因子的产生等一系列步骤才能最终清除病毒的感染。从蛋白酶体在病毒抗原加工中的作用、免疫支配效应的意义、CTL杀伤病毒感染细胞的机制、细胞因子的作用和免疫逃逸机制等方面阐述了抗病毒免疫机制,对于病毒的防治将是十分重要的。     

影响猪繁殖与呼吸综合征病毒感染与增殖的因素

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染宿主细胞以及在宿主细胞内进行复制的过程受到宿主细胞的细胞受体、胞内大分子及细胞因子影响。随着单克隆抗体制备技术、分子生物学技术与蛋白质研究技术的日趋成熟,使深入研究影响PRRSV感染与增殖的因素成为可能。目前在猪肺巨噬细胞(PAM)与Marc-145细胞中发现了多个PRRSV细胞受体,这与PRRSV感染宿主细胞所具有严格的细胞嗜性有关。同时胞内大分子物质可导致PRRSV在宿主细胞内产生增殖性感染。包括干扰素在内的细胞因子具有抑制PRRSV在宿主细胞内增殖的作用。研究影响PRRSV感染与增殖的因素,对于预防PRRSV感染与合理利用PRRSV具有重要意义。     

泛素相关修饰蛋白SUMO-2对RAW264.7细胞内布鲁氏菌16M存活的影响

为探究泛素相关修饰蛋白SUMO-2对布鲁氏菌16M的影响，本试验构建了SUMO-2基因干扰和过表达小鼠巨噬细胞RAW264.7模型，并用布鲁氏菌16M进行侵染。参照GenBank中SUMO-2基因序列设计特异性干扰片段和过表达引物，克隆成功后连接至相应的慢病毒载体，转化大肠杆菌DH5α感受态细胞，选取阳性克隆菌提取质粒转染HEK-293FT细胞，将重组的慢病毒感染小鼠巨噬细胞RAW264.7，利用布鲁氏菌16M分别侵染构建成功的干扰和过表达细胞模型。通过实时荧光定量PCR检测SUMO-2 mRNA的转录水平，Western blotting检测SUMO-2蛋白的表达，ELISA检测IFN-γ和TNF-α水平，菌落计数来确定布鲁氏菌在细胞中的存活能力。结果显示，与对照组相比，干扰组SUMO-2 mRNA水平极显著降低（P<0.01），过表达组SUMO-2 mRNA水平极显著升高（P<0.01），成功构建了SUMO-2干扰和过表达细胞模型。Western blotting结果显示，布鲁氏菌16M感染能以时间依赖的方式下调SUMO-2蛋白的表达。经菌落计数后发现，SUMO-2过表达后布鲁氏菌的数量极显著减少（P<0.01），抑制布鲁氏菌16M的细胞内繁殖。而SUMO-2干扰后布鲁氏菌的数量显著或极显著增加（P<0.05；P<0.01），促进布鲁氏菌16M的细胞内繁殖。同时，经SUMO-2过表达后，IFN-γ和TNF-α水平极显著升高（P<0.01）。经SUMO-2干扰后，TNF-α水平显著降低（P<0.05），IFN-γ水平极显著降低（P<0.01），SUMO-2在RAW264.7细胞中的表达变化也影响IFN-γ和TNF-α的产生。综上所述，SUMO-2蛋白在布鲁氏菌胞内存活中起着重要作用，可能有助于阐明布鲁氏菌感染的致病机制。     

病原微生物荚膜多糖的生物学功能

荚膜多糖（capsular polysaccharide，CPS）是一种广泛存在于细菌、支原体、部分真菌等菌体表面的碳水化合物。同时，荚膜多糖有助于菌体抵抗干燥和低温等不利环境，并通过在菌体表面形成物理屏障阻碍宿主补体的杀伤与吞噬作用。在长期多种应激-压力环境下，病原菌已进化出多种免疫逃避机制并促进宿主感染；在非病原微生物中，荚膜多糖可正向调节宿主免疫作用，并拮抗机体免疫因子，保护宿主免受病原菌引起的炎症性疾病。本文将结合本团队的相关研究工作，对荚膜多糖的结构、合成调控机制、生物学功能、免疫逃避机制和致病机制，特别是荚膜多糖正向调节宿主免疫系统及其应用潜力等方面作一综述，为病原菌致病机制的研究和疫病的有效防控提供参考依据。     

禽网状内皮组织增生症病毒感染鸡胚成纤维细胞的转录组学分析

为了更好地揭示禽网状内皮组织增生症病毒(REV)感染致瘤及免疫抑制的机制,利用Illumina HiSeq~(TM)技术对REV感染鸡胚成纤维细胞(CEF)后宿主细胞的转录组学进行了全面分析,鉴定REV感染24 h宿主差异表达基因1 147个,感染120 h差异表达基因2 254个。通过差异表达基因GO分析和KEGG分析,发现TLRs、NLRs、RLRs等模式识别受体信号通路、WNT信号通路、JAK-STAT信号通路等在REV的致瘤及免疫调控机制中发挥重要作用,而且REV感染后可以诱发宿主的炎症反应,进一步加强REV的致病性及与其他病原的混合感染。结果对揭示REV的致病、致瘤及免疫抑制的分子机制提供了新的信息具有重要意义。     

痘病毒编码的蛋白对NF-κB信号通路调控作用研究进展

NF-κB是一种对免疫系统调节起关键性作用的核转录因子,且NF-κB信号通路是痘病毒家族抑制和逃避宿主免疫应答的主要靶点。目前已证实,痘病毒具有独特的调节宿主免疫应答过程的能力,特别是痘病毒科编码的蛋白通过影响与宿主天然免疫密切相关的NF-κB信号通路,有利于病毒在宿主细胞内的复制,导致病毒不断地逃逸免疫保护而出现病毒的反复感染。因此探索痘病毒科编码的蛋白调节NF-κB信号通路的机制已成为目前研究的热点。文章主要综述了近些年痘病毒编码的蛋白通过不同的途径调节NF-κB信号通路的调控作用,为进一步对宿主细胞早期抗病毒的免疫应答方面的研究奠定基础。     

病毒干扰抗原递呈途径和细胞杀伤作用的研究进展

从病毒干扰宿主免疫细胞对病毒抗原的摄取、递呈和杀伤等方面阐述了病毒抗感染免疫应答的研究进展。探讨了病毒感染宿主后，病毒对机体细胞免疫应答的抑制、对各种免疫杀伤细胞功能的阻断以及在宿主体内延续感染的机制。